생물다양성을 주제로 한 가족형 예술체험기반 과학융합교육 프로그램 개발

정찬미 ( Chanmi Jung ) , 백경미 ( Kyong-mi Paek ) , 최규리 ( Kyoulee Choi )  한국현장과학교육학회, 현장과학교육 [2019] 제13권 제3호, 181~202페이지(총22페이지)

생물다양성의 현저한 감소에 직면한 오늘날에는 다양하고 복잡한 환경문제에 대한 대중의 관심과 이해뿐만 아니라 문제 해결을 위한 좀 더 적극적인 사회적 참여를 유도하는 교육의 역할에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 이러한 사회적 요구에 부응하는 창의적인 학습의 장으로 과학박물관의 역할을 확장하기 위해서 생물다양성을 주제로 한 가족형 예술체험기반 과학융합교육 프로그램을 개발하고자 하였다. 먼저 교육프로그램 개발에 필요한 융합학습 내용 요소들을 도출하기 위해 2015 개정 과학 및 미술 교육과정과 학년별 교과서에 포함된 생물다양성 관련 내용 체계와 융합 활동 양상을 분석하였다. 다음으로, 사진 촬영을 예술적 체험 방법으로 선정하고, 융합교육과정과 미적체험교육과정 단계를 고려하여 문제로의 초대, 탐색하기, 창의적 표현의 교육 단계를 구성하여 ‘자연에 빠진...

TAG 생물다양성, 예술체험, 융합교육, 과학박물관교육, Biodiversity, Art Experience, Convergence Education, Science Museum Education

스마트폰 보호 필름을 이용한 빛의 편광 실험

이장규 ( Jangkyu Lee ) , 석효준 ( Hyojun Seok )  한국현장과학교육학회, 현장과학교육 [2019] 제13권 제3호, 203~210페이지(총8페이지)

재질이 투명 플라스틱인 스마트폰 보호 필름이 빛의 편광 상태에 미치는 영향에 대해 탐구하였다. 필름의 앞뒤에 투과축이 서로 수직인 동일한 선형 편광판을 설치하고 투과된 레이저의 편광 상태를 분석함으로써 필름이 빛의 편광 상태에 미치는 영향을 알아보았다. 필름 면 상의 두 광학적 주축의 방향을 측정 하였고, 파장이 632.8 nm인 광원에 대해 주축 방향의 굴절률 차이에 따른 위상차를 측정하였다. 측정 결과로부터 필름이 0.1597 파장판과 같은 역할을 한다는 것과 이축성 이방성체임을 확인하였다.

TAG 스마트폰 보호 필름, 편광, 이방성체, 편광기, Smartphone Screen Protector, Polarization, Anisotropic Material, Polariscope

‘빛’과 ‘소리’ 교육을 위한 공학설계 기반의 과학·공학 융합프로그램 개발 및 적용

이효진 ( Hyojin Yi ) , 남윤경 ( Younkyeong Nam )  한국현장과학교육학회, 현장과학교육 [2019] 제13권 제3호, 211~224페이지(총14페이지)

본 연구는 한국 과학 수업의 현실적 상황에 적합한 과학·공학 융합 수업 프로그램을 개발하여 실제 중학교 1학년 2학기 자유학기제 수업에 적용하고 그 효과를 분석한 것이다. 본 연구를 위해 개발된 과학·공학 융합 수업의 2가지 주제(각 4차시)는 각각 ‘빛’ 과 ‘소리’에 관련된 중학교 1학년 과학교과 내용을 바탕으로 공학설계 단계와 공학수업의 핵심요소에 근거하여 설계되었다. 학생들에게 제시된 과학·공학 융합의 문제는 공학자가 되어 박물관 전시물의 도난을 방지하는 ‘레이저보안장치 만들기’와 아프리카 어린이를 위한 ‘기타 만들기’이다. 대도시 중학교 자유학기제 선택과목에서 19명의 학생들이 수업에 참여 하였으며 학생들의 활동과정에서 활동지 및 보고서, 인식설문지, 창의적 공학 문제해결 성향 검사지를 주요 데이터로 수집하였다. 프로그램 적용 결과 학...

TAG 과학·공학 융합 프로그램, 공학설계, 빛과 소리, Science and Engineering Integrated Program, Engineering Design, Light and Sound

스마트 기기를 이용한 과학적 모형의 사회적 구성 수업 실행 연구: 중학교 기권 단원 수업 사례

오현석 ( Hyunseok Oh )  한국현장과학교육학회, 현장과학교육 [2019] 제13권 제3호, 225~240페이지(총16페이지)

이 연구는 중학교 기권 단원에서 스마트 기기를 활용한 과학적 모형의 사회적 구성(co-construction of scientific model, 이하 CCSM) 수업을 실행하기 위한 실천 연구이다. 기존의 과학적 모형의 사회적 구성, 즉 CCSM 관련 연구와 달리 일반 학교에서 CCSM를 수업에 적용하는 과정을 제시하고, 학급 모형 형성 단계를 활성화할 수 있는 교수 전략을 찾아보고자 한다. 연구자가 실제 수업을 구성하고 수업 실행하는 과정을 분석하였다. CCSM 수업 모듈을 설계하고 실행하는 철차를 구체적으로 기술하였다. 연구결과를 토대로 일반학교에서의 CCSM 수업 모듈을 적용하기 위하여 모형 기반 교수-학습 전략의 적용이 필요하였다. 또한, 표현된 모형으로의 표현과 모둠 간 모형 평가와 수정의 상호작용을...

TAG 과학적 모형의 사회적 구성(CCSM), 스마트 기기, 실천 연구, The Co-Construction of Scientific Model(CCSM), Smart Devices, Action Research

의미분별법을 이용한 고등학생의 화학에 대한 이미지와 형성 원인 분석

이광민 ( Kwang-min Lee ) , 양성호 ( Sung Ho Yang )  한국현장과학교육학회, 현장과학교육 [2019] 제13권 제3호, 241~250페이지(총10페이지)

이미지는 한 개인이 특정대상에 대해 지니는 신념, 아이디어, 인상의 총체적인 합으로 한번 형성된 이미지는 쉽게 바뀌지 않기 때문에, 고등학생에게 형성된 화학의 이미지는 교과 및 진로선택에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 의미분별법을 통하여, 화학Ⅰ을 배운 고등학교 학생들에게 형성되어 있는 화학에 대한 이미지를 조사하였다. 학생들은 화학에 대하여 ‘특별한’, ‘가치로운’, ‘진보하는’, ‘새로운’ 등의 긍정적인 이미지와 ‘오염시키는’, ‘유해한’, ‘악취가 나는’, ‘걱정이 되는’, ‘위험한’, ‘인공적인’등의 부정적인 이미지를 동시에 가지고 있었다. 이러한 이미지가 형성된 원인을 자유연상법을 통하여 알아보았으나, 화학과 밀접하게 연관된 단어들은 주로 교과내용과 관련된 것들로 가치중립적이었다. 이는 교과내용이 가치중립적인 화학 개념의 설명을 위주로 하...

TAG 화학에 대한 이미지, 화학 이미지, 의미분별법, 자유연상법, Image on Chemistry, Sematic Differential Method, Free Association Method

초등학교 3학년 과학 교과서에 제시된 배추흰나비의 한살이 내용 분석 및 개선 방안

류미 ( Mi Ryu ) , 김재근 ( Jae Geun Kim )  한국현장과학교육학회, 현장과학교육 [2019] 제13권 제3호, 251~260페이지(총10페이지)

배추흰나비의 한살이는 과학에서 동물의 한살이를 관찰하기 위한 활동으로 3학년 1학기에 구성 되어 있다. 교과서에 제시된 배추흰나비 한살이는 알, 애벌레, 번데기, 성충의 단계를 선형적인 단계로 표현하고 있어서 한살이(life cycle)를 모두 보여주기에 부족하다. 본 연구에서는 이를 개선하기 위해 생활 주변에서 배추흰나비 알을 직접 채집하여 키우고 성충이 된 후 산란까지 관찰하기 위한 개선 방안을 모색하였다. 실험을 통해 6월 중 케일과 양배추 모종을 야외의 꽃 옆, 조화 옆, 꽃이 없는 풀밭에 두고 산란 여부를 확인한 결과 꽃 옆의 케일에서 가장 많은 배추흰나비의 알을 채집되었다. 성충이 된 후에는 설탕물과 꿀물에 적신 스펀지를 지상형과 걸이형, 천정형으로 제공한 결과 천정에 설치한 꿀물에 적신 스펀지에서 가장 많은 흡밀 활동을 관찰할 수 있...

TAG 동물의 한살이, 배추흰나비, 동물의 한살이 교육, Life Cycle of Animal, Life Cycle of Cabbage White Butterfly, Pieris rapae

유니티 물리 엔진을 활용한 거미줄 그물망 연구

이경석 ( Kyung Suk Lee )  한국현장과학교육학회, 현장과학교육 [2019] 제13권 제3호, 261~270페이지(총10페이지)

오늘날 중·고등학생들은 일상적으로 게임을 즐기며 게임 개발에도 흥미를 보인다. 학생들의 게임에 대한 관심을 과학 교육에 활용하는 방안의 하나로, 이 연구에서는 소프트웨어 개발 교육과 과학 탐구 활동을 접목시켜 보았다. 먼저 ‘유니티(Unity)’라는 게임 엔진에서 거미줄 그물망 모형을 구현했다. 그리고 유니티에 탑재된 물리 엔진을 활용하여 시뮬레이션을 수행함으로써 거미줄 그물망 구조의 역학적인 특성을 탐구했다. 탐구 결과는 선행 연구들의 결과와 일치 했으므로, 더 나아가 거미줄의 각기 다른 지점에 먹이가 매달린 경우의 역학적 특성을 탐구할 수 있었다. 실험 결과를 바탕으로 거미의 생존 측면에서 거미줄의 그물망 구조가 갖는 이점을 간단히 고찰했다.

TAG 유니티, 물리 엔진, 거미줄 그물망, Unity, Physics Engine, Spiderweb

학습 지원 도구로서의 서술형 평가 그리고 인공지능의 활용: WA³I 프로젝트 사례

하민수 ( Minsu Ha ) , 이경건 ( Gyeong-geon Lee ) , 신세인 ( Sein Shin ) , 이준기 ( Jun-ki Lee ) , 최성철 ( Sungchul Choi ) , 주재걸 ( Jaegul Choo ) , 김남형 ( Namhyoung Kim ) , 이현주 ( Hyeonju Lee ) , 이종호 ( Jongho Lee ) , 이주림 ( Jurim Lee ) , 조용장 ( Yongjang Jo ) , 강경필 ( Kyeongpil Kang ) , 박지선 ( Jisun Park )  한국현장과학교육학회, 현장과학교육 [2019] 제13권 제3호, 271~282페이지(총12페이지)

본 연구는 인공지능을 활용한 서술형 평가 문항 자동채점 프로그램 WA³I을 개발하였으며, 이 프로그램이 학습 지원 도구로서 활용되기 위한 방안에 대하여 논하였다. 먼저 컴퓨터를 활용한 서술형 평가 자동채점에 대한 기존 연구들을 정리하고, 본 연구에서 개발한 서술형 평가 자동채점 프로그램 WA³I의 개발 과정을 소개하였다. 본 연구에서는 31개의 서술형 평가 문항을 개발하고 이에 대한 학생의 응답을 수집하였으며, 이 중 컴퓨터와 전문가 채점간의 일치도가 높은 19개의 문항에 대한 자동채점 모델을 개발하였다. 이 자동채점 모델로 채점 가능한 유사 문항 11개를 더 개발하여 총 30개의 문항을 웹상에서 WA³I ver.1으로 구현하였다. 효과적인 교수ㆍ학습을 위해 본 연구에서 개발된...

TAG 서술형 평가, 인공지능, 컴퓨터 자동채점, Open-Ended Assessment, Artificial Intelligent, Automated Computer Scoring System

지구과학 고등학교 선택과목 재구조화: 고체지구 영역을 중심으로

김연화 ( Yeonhwa Kim )  한국현장과학교육학회, 현장과학교육 [2019] 제13권 제3호, 283~302페이지(총20페이지)

본 연구는 고교학점제 및 차기 교육과정 개정에 대비한 일반계 고등학교 지구과학 선택과목 개발을 위한 기초 연구로, 고등학교 지구과학과 선택과목을 고체, 유체, 천체 지구과학으로 재구성하는 것을 전제로 우선적으로 고체 지구과학 과목의 내용을 핵심개념을 중심으로 재구조화하여 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 우리나라의 2009 및 2015 개정 교육과정을 비교분석하고 미국의 차세대과학교육표준(NGSS)과 2015개정 교육과정을 비교분석하였으며, 2015개정교육과정의 지구과학Ⅰ/지구과학Ⅱ과목의 성취기준을 텍스트 마이닝 한 자료를 근거로 고체 지구과학 과목의 내용체계를 재구조화였다. 2015개정 교육과정의 핵심개념과 NGSS의 과목별 핵심 아이디어를 비교분석하였으며, 2015개정 교육과정 문서에서 핵심개념과 성취기준에 대하여 R 프로그램을 이용한 언어네트워크...

TAG 고교학점제, 지구과학 선택과목, 지구과학 교육과정 재구성, NGSS, 텍스트 마이닝, 2015 Revised Curriculum, Solid Earth Science, Big Ideas, Text Mining

언어 네트워크 분석을 통한 2015 개정 과학과 교육과정 ‘물질’ 분야의 연계성 분석

임수민 ( Soo-min Lim ) , 윤회정 ( Heojeong Yoon ) , 방담이 ( Dami Bang )  한국현장과학교육학회, 현장과학교육 [2019] 제13권 제3호, 303~318페이지(총16페이지)

이 연구에서는 언어 네트워크 분석을 시행하여 초등학교,중학교,고등학교 화학Ⅰ,Ⅱ 교육과정의 물질 분야 성취기준에 제시된 주제어 간 연계성을 분석하였다. 교육과정에 제시된 분류 기준에 따라 성취기준을 물질의 성질, 물질의 변화, 물질의 구조의 세 영역으로 나누고 초등학교 3~4학년과 5~6학년군 과학, 중학교 1~3학년군 과학, 고등학교 화학Ⅰ,Ⅱ에서의 수평적 연계성과 수직적 연계성을 분석하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 학교급별로 다른 주제어와 많이 연결되어있거나 핵심적인 주제어들이 서로 다르게 나타났으며 학년군과 학교급에 따른 주제어 간 수평적 연계성은 거의 나타나지 않았다. 수직적 연계성의 분석 결과, 물질의 성질, 물질의 변화, 물질의 구성의 세 영역에서 모두 특정 주제어를 중심으로 두 개 이상의 학년군이나 학교급 간 연계성이 나타났다. ...

TAG 2015 개정 과학과 교육과정, 물질 분야, 언어 네트워크 분석, 수평적 연계성, 수직적 연계성, 2015 Revised Science Curriculum, ‘Matter’ Field, Semantic Network Analysis, Horizontal Articulation, Vertical Articulation

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